SiC MOSFET器件单粒子烧毁仿真分析

作者：李林欢; 曹荣幸^*; 黄鑫; 孟洋; 刘洋; 韩丹; 李红霞; 郑澍; 曾祥华; 薛玉雄

来源：航天器环境工程, 2022, 39(04): 361-367.

• SiC金属氧化物半导体场效应晶体管
• 单粒子烧毁
• 器件模型
• TCAD仿真

应用于航天器的宽禁带半导体功率器件会受到空间带电粒子的影响而存在单粒子烧毁（SEB）风险。为研究单粒子烧毁的机理及防护措施，文章利用半导体工艺器件仿真（TCAD）对SiC MOSFET器件进行了SEB仿真分析，发现粒子入射最敏感位置时器件发生SEB的阈值电压在500 V。同时，通过仿真获得器件微观电参数分布特性，分析认为器件发生SEB的机理是寄生晶体管的正反馈作用导致缓冲层和基区的电场强度（5.4 MV/cm和4.2 MV/cm）超过SiC材料击穿场强（3 MV/cm）。此外，针对仿真揭示的器件SEB薄弱区域，提出将P+源区的深度向下延伸至Pbase基区底部的工艺加固思路，并通过仿真验证表明该措施使器件发生SEB的阈值电压提高到近550 V。以上模拟结果可为该类器件的抗SEB设计提供技术支持。

• 单位
  扬州大学